Condução elétrica, Lei de Coulomb, campo, potencial, tensão e energia elétrica, corrente elétrica, resistores e instrumentos de medida

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1 É melhor lançar-se à luta em busca do triunfo, mesmo expondo-se ao insucesso, do que ficar na fila dos pobres de espírito, que nem gozam muito nem sofrem muito, por viverem nessa penumbra cinzenta de não conhecer vitória e nem derrota. Condução elétrica, Lei de Coulomb, campo, potencial, tensão e energia elétrica, corrente elétrica, resistores e instrumentos de medida Franklin D. Roosevelt Questões EEAR Condução elétrica e Lei de Coulomb (EEAR-2006) Questão 1. Em Física, existem os conceitos de força forte e fraca. Um exemplo simples, mas interessante, é a comparação entre a intensidade da força de atração eletrostática e a força de atração gravitacional para o átomo de hidrogênio. Considere que a distância entre o próton e o elétron do átomo seja de 5, m. Nesse caso, a intensidade da força de atração gravitacional é, aproximadamente, vezes que a intensidade da força de atração eletrostática. Dados: Carga elementar: 1, mmhg; Constante eletrostática do vácuo: 9, N m 2 /C 2 Massa do próton: 2, kg; Massa do elétron: 9, kg; Constante de gravitação universal: 7, N m/kg 2 (EEAR-2006) Questão 2. Quando queremos proteger um aparelho qualquer contra as influências elétricas, nós o envolvemos com uma capa metálica. Isso se justifica devido ao fato de (a) os metais serem maus condutores de eletricidade. (b) o campo elétrico no interior de um condutor não ser nulo. (c) a carga elétrica se distribuir na superfície externa do condutor em equilíbrio eletrostático. (d) a maioria dos campos elétricos produzidos em circuitos elétricos ser infinitamente pequenos. (EEAR-2007) Questão 3. Ao aproximar um bastão de um eletroscópio de folhas, vê-se que as folhas abrem-se. Diante desse fato, o que se pode deduzir, sem sombra de dúvidas, é que o bastão (a) está carregado. (b) não está carregado. (c) está carregado negativamente. (d) está carregado positivamente. (EEAR-2007) Questão 4. Se a carga de um elétron é igual a 1, mmhg, quantos elétrons são necessários para que um corpo obtenha a carga de 1, 0 mmhg? (a) 1, (b) 1, (c) 6, (d) 6, (EEAR-2009) Questão 5. Assinale a alternativa que preenche corretamente a afirmação a seguir: O choque elétrico, sensação experimentada pelo corpo ao ser percorrido por uma corrente elétrica, também é conhecido como efeito da corrente elétrica. (a) térmico (b) químico (c) luminoso (d) fisiológico (EEAR-2012) Questão 6. Em um laboratório de Física, tem-se três pêndulos eletrostáticos: A, B e C. Aproximando-se os pêndulos, dois a dois, verificou-se que: A e B sofrem atração entre si. A e C sofrem atração entre si. B e C sofrem repulsão entre si. Dessas observações, quatro grupos de alunos chegaram a diferentes conclusões que estão descritas nas alternativas a seguir. Assinale a alternativa que está fisicamente correta, sem margem de dúvida. (a) O pêndulo A está carregado negativamente e os pêndulos B e C, carregados positivamente. (b) O pêndulo A está carregado positivamente e os pêndulos B e C, carregados negativamente. (c) Os pêndulos B e C certamente estão carregados com cargas de mesmo sinal, e o pêndulo A certamente está carregado com cargas de sinal contrário aos pêndulos B e C. (d) Os pêndulos B e C estão carregados com cargas de mesmo sinal, mas não sabemos se são positivas ou negativas. O pêndulo A pode estar carregado ou não, pois o fato de ter sido atraído, pode ser explicado pelo fenômeno da indução. (EEAR-2013) Questão 7. Quatro esferas idênticas (A, B, C e D) têm cargas elétricas respectivamente iguais a 8Q, 4Q, 2Q e Q. Determine a carga final de D após contatos sucessivos com A, em seguida com B, e finalmente com C, uma esfera de cada vez. (a) 3, 125 (b) 3, 750 (c) 5, 000 (d) 7, 500 (EEAR-2013) Questão 8. Em um sistema eletricamente isolado, é provocado o atrito entre dois corpos eletricamente neutros. Logo após, percebe-se que ambos estão eletrizados. De acordo com o princípio da conservação das cargas elétricas, os corpos eletrizaram-se (a) positivamente. (b) negativamente. (c) com a mesma quantidade de carga e mesmo sinal. (d) com a mesma quantidade de carga, mas com sinais contrários. Campo elétrico, potencial elétrica, tensão e energia elétrica (UERJ-2006) Questão 9. Em uma residência, foram instaladas 10 lâmpadas de 100 W/110 V cada uma. Com o intuito de diminuir o consumo, foram substituídas as 10 lâmpadas por outras de 90 W/110 V cada uma. Considerando que estas funcionem 2 horas por dia, em 30 dias, de quanto será a economia, em R$? Dado: 1 kwh = R$0, 30 1

2 (a) 0, 18 (b) 1, 62 (c) 1, 80 (d) 16, 20 (EEAR-2008) Questão 10. Calcule o trabalho, em joules, realizado sobre uma carga de 5 coulombs, ao ser deslocada sobre uma superfície eqüipotencial em um campo elétrico uniforme de intensidade 5 kv/m em uma distância de 25 mm. (a) 0 (b) 5 (c) 125 (d) (EEAR-2008) Questão 11. Em um campo elétrico uniforme, de intensidade 200 V/m, temos dois pontos distantes 0, 2 m um do outro. Calcule a diferença de potencial, em volts, entre eles. (a) 10 (b) 20 (c) 40 (d) 80 (EEAR-2008) Questão 12. Calcule a diferença de potencial, em volts, entre dois pontos distantes 10 cm, imersos em um campo elétrico uniforme de intensidade de 150 V/m, conforme figura abaixo. (a) aproximar-se do condutor A. (b) aproximar-se do condutor B. (c) permanecer no centro, e A e B mantêm-se fixos. (d) permanecer no centro, e A e B tendem a aproximar-se. (EEAR-2010) Questão 15. Um dos equipamentos domésticos de maior consumo é o chuveiro elétrico. Em uma determinada residência utiliza-se um chuveiro de 4 kw, de potência, duas vezes por dia com banhos de 30 minutos cada. E nessa mesma casa utiliza-se 6 lâmpadas elétricas de 100 W ligadas durante 5 horas por dia, ou seja, com consumo diário de 3 kwh. Se o tempo dos banhos for reduzido para 15 minutos cada, em um mês (30 dias), a economia alcançada por essa redução durante esse período, equivale a quantos dias do uso das lâmpadas? (a) 10 (b) 15 (c) 20 (d) 25 (EEAR-2010) Questão 16. Considere uma esfera metálica oca com 0, 1 m de raio, carregada com 0, 01 mmhg de carga elétrica, em equilíbrio eletrostático e com vácuo no seu interior. O valor do campo elétrico em um ponto situado no centro dessa esfera tem intensidade de N/C. (a) 0, 0 (b) 1, 0 (c) 10, 0 (d) 100, 0 (EEAR-2010) Questão 17. Uma carga puntiforme com mmhg, situada no vácuo, gera campo elétrico ao seu redor. Entre dois pontos, A e B, distantes respectivamente 0, 6 m e 0, 8 m da carga, obtem-se a diferença de potencial V AB de volts. (Obs.: k 0 = N m 2 /C 2 ) (a) 1, 5 (b) 15 (c) 150 (d) 1500 (EEAR-2009) Questão 13. A unidade de diferença de potencial (ddp) denomina-se Volt, uma homenagem ao físico italiano Alessandro Volta ( ) que construiu a primeira pilha elétrica. No Sistema Internacional de Unidades (SI), uma ddp de 110 volts significa que para uma carga elétrica de 1 coulomb é (são) necessário(s) de energia para deslocá-la entre dois pontos, num campo elétrico. Assinale a alternativa que completa corretamente a lacuna acima. (a) 15 (b) 20 (c) 40 (d) 60 (EEAR-2012) Questão 18. Uma carga puntiforme Q de 10 µc gera um campo elétrico no qual tem-se dois pontos A e B representados na figura a seguir. Assinale a alternativa que representa o valor do trabalho, em joules, da força elétrica para transportar uma carga q de 3 µc a partir de A até B, mantendo uma trajetória circular. (a) 1 joule (b) 110 joules (c) 110 ampères (d) 110 elétron-volts (EEAR-2009) Questão 14. Três condutores retilíneos e longos, são dispostos paralelamente um ao outro, com uma separação de um metro entre cada condutor. Quando estão energizados, todos são percorridos por correntes elétricas de intensidade igual a um ampère cada, nos sentidos indicados pela figura. Nesse caso, o condutor C tende a (a) 0, 0. (b) 1, 5. (c) 3, 0. (d) 4, 5. Corrente elétrica, resistores e instrumentos de medida (EEAR-2005) Questão 19. A resistência elétrica de um resistor de fio metálico é 60 Ω. Reduzindo-se o comprimento desse fio de 5 m, a resistência passa a ser de 20 Ω. Dessa forma, o valor do comprimento inicial do fio, em m, era de: (a) 7, 0 (b) 7, 5 (c) 10, 0 2

3 (d) 15, 0 (EEAR-2005) Questão 20. As lâmpadas L 1, L 2, L 3 e L 4 são projetadas para funcionar segundo a inscrição 100 W/ 120 V, colocada no bulbo destas. Para medir a corrente da rede, utiliza-se um amperímetro A 1, conforme a figura. Das alternativas abaixo, qual indica, em ma, o valor exato da intensidade da corrente elétrica, no amperímetro? (a) série, menor (b) série, maior (c) paralelo, menor (d) paralelo, maior (EEAR-2007) Questão 25. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase: Um circuito com dez lâmpadas ligadas em série, apresenta sempre (a) todas as lâmpadas idênticas. (b) a mesma diferença de potencial em cada lâmpada. (c) a mesma intensidade de corrente elétrica em cada lâmpada. (d) intensidade de corrente elétrica diferente em cada lâmpada. (a) 0, 625 (b) 3, 33 (c) 333 (d) 625 (EEAR-2006) Questão 21. No circuito da figura abaixo, calcule, respectivamente, os valores das resistências R 1 e R 2, em ohms, de modo que os amperímetros ideais A 1 e A 2 indiquem zero. (EEAR-2007) Questão 26. O voltímetro é um equipamento básico utilizado para medir a diferença de potencial em circuitos elétricos e deve ser colocado em com o elemento do circuito em que se pretende medir a voltagem, devendo ter a resistência possível para interferir pouco no circuito. Das alternativas abaixo, assinale aquela que completa correta e respectivamente o texto acima. (a) série, maior (b) série, menor (c) paralelo, maior (d) paralelo, menor (EEAR-2007) Questão 27. Sem alterar a ddp no circuito, é possível substituir lâmpadas fabricadas para funcionar em 110 V por lâmpadas projetadas para 220 V, apesar da redução na luminosidade. Assim, uma lâmpada de 100 W 220 V, ligada em uma rede elétrica de 110 V, deverá dissipar uma potência elétrica, em W, de (a) 10, 90 (b) 90, 10 (c) 20, 90 (d) 90, 20 (EEAR-2006) Questão 22. Com uma determinada quantidade de metal, construiu-se um fio cilíndrico longo em que se obteve uma resistência elétrica R. Se, com a mesma quantidade desse metal, fosse construído outro fio com a metade do diâmetro, qual seria a nova resistência obtida (r)? (a) r = 2 R (b) r = 4 R (c) r = 8 R (d) r = 16 R (EEAR-2006) Questão 23. No circuito elétrico da figura, quando a chave CH está aberta todas as lâmpadas estão acesas. No instante em que CH é fechada, (a) 25 (b) 50 (c) 100 (d) 400 (EEAR-2008) Questão 28. No circuito abaixo, a intensidade da corrente elétrica no resistor R3, em ampères, é de: (a) 0 (b) 1 (c) 5 (d) 10 (EEAR-2008) Questão 29. No circuito abaixo, sabendo que os valores de todos os resistores estão expressos em ohms, calcule a diferença de potencial, em volts, entre os pontos A e B. (a) L3 apaga. (b) L4 e L5 apagam. (c) L1, L2 e L3 ficam acesas. (d) L3, L4, L5 e L6 se apagam. (EEAR-2006) Questão 24. O amperímetro é um equipamento básico utilizado para medir a intensidade da corrente elétrica nos circuitos. Os amperímetros devem ser colocados em no ramo onde se pretende medir a intensidade de corrente. Sendo que o amperímetro deve ter a resistência possível para não interferir no circuito. Das alternativas abaixo, qual completa corretamente e respectivamente o texto acima: (a) 0 (b) 5, 0 (c) 7, 5 3

4 (d) 10 (EEAR-2008) Questão 30. No circuito abaixo, R1 é um resistor variável, sendo seu valor, para as condições dadas, igual a ohms. (a) 10 (b) 20 (c) 40 (d) 80 (EEAR-2009) Questão 31. Em um circuito elétrico, composto de cinco lâmpadas, iguais, após a queima de uma das lâmpadas, vários fatos se sucedem: I- uma outra lâmpada apaga, (c) 0 A e 12 V (d) 0, 5 A e 12 V (EEAR-2010) Questão 33. A definição oficial de ampère, unidade de intensidade de corrente elétrica no Sistema Internacional é: O ampère é a intensidade de uma corrente elétrica que, mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de secção circular desprezível e situados à distância de um metro entre si, no vácuo, produz entre esses condutores uma força igual a newtons por metro de comprimento. Para que a força magnética que atua nos condutores seja de atração, (a) os condutores devem ser percorridos por correntes contínuas de mesmo sentido. (b) os condutores devem ser percorridos por correntes contínuas de sentidos opostos. (c) um dos condutores deve ser ligado em corrente contínua e o outro deve ser aterrado nas duas extremidades. (d) os dois condutores devem ser aterrados nas duas extremidades. (EEAR-2010) Questão 34. Calcule a resistência elétrica equivalente entre os pontos A e B do circuito a seguir. (Obs. todos os resistores possuem resistência igual a R). II- uma outra lâmpada permanece acesa com o mesmo brilho, III- uma outra lâmpada permanece acesa porém diminui o seu brilho, IV- uma outra lâmpada permanece acesa porém aumenta o seu brilho, Assinale a alternativa que contém o único circuito no qual essa seqüência de fatos pode ocorrer. (a) 1 12 R (b) 12R (c) R (d) R (EEAR-2010) Questão 35. Uma determinada bateria recarregável de 12 V, totalmente carregada, consegue manter acesa uma lâmpada de 24 W por 24 horas. Se esta lâmpada for trocada por outra com a metade da potência, por quanto tempo, em horas, a mesma bateria, depois de totalmente recarregada, conseguirá mantê-la acesa? (EEAR-2009) Questão 32. Assinale a alternativa que apresenta as indicações corretas dos medidores ideais do circuito abaixo. Observações: amperímetro ideal possui resistência interna nula e voltímetro ideal possui resistência interna infinita. (a) 12 (b) 24 (c) 36 (d) 48 (EEAR-2010) Questão 36. Assinale a alternativa que, de acordo com as Leis de Ohm, corresponde ao que irá acontecer após a chave ch1, do circuito abaixo ser fechada. (Obs. L 1, L 2 e L 3, são lâmpadas idênticas que acendem com 12 volts.) (a) 0 A e 0 V (b) 2 A e 6 V (a) Somente L 2 acende. (b) Somente L 1 e L 3 acendem. (c) Todas as lâmpadas acendem. (d) Nenhuma das lâmpadas acende. 4

5 (EEAR-2011) Questão 37. O circuito elétrico representado na figura a seguir é formado por três lâmpadas iguais, L 1, L 2 e L 3, ligadas a uma bateria ideal de diferença de potencial (d.d.p.) igual a V. Suponha que as lâmpadas estão funcionando corretamente e que cada uma foi fabricada para produzir o brilho máximo quando ligada a uma d.d.p. = V. Assinale a alternativa que indica o que ocorre com o brilho das lâmpadas L 1 e L 3, se L 2 for colocada em curto-circuito, ao fechar a chave Ch1. (a) O tempo gasto pelo aquecedor 1 é menor que o gasto pelo aquecedor 2. (b) O tempo gasto pelo aquecedor 1 é maior que o gasto pelo aquecedor 2. (c) O aquecedor 1 consegue elevar a temperatura de ebulição da água a um valor mais alto do que o aquecedor 2. (d) A potência elétrica do aquecedor depende somente da tensão aplicada. (EEAR-2012) Questão 41. Assinale a alternativa que representa o valor, em quiloohms (kω) que o resistor variável R 3 deve ser ajustado para que a corrente em R 5, indicada no amperímetro, seja zero ampère. (a) L 1 e L 3 apagam. (b) O brilho de L 1 e de L 3 diminui. (c) O brilho de L 1 e de L 3 aumenta. (d) O brilho de L 1 e de L 3 permanece o mesmo. (EEAR-2011) Questão 38. O circuito abaixo representa um aquecedor elétrico com cinco posições de regulagem de resistência, ligado a uma fonte de alimentação ideal cuja d.d.p. tem valor igual a V (em volts). Na posição indicada no circuito, a resistência elétrica do aquecedor tem valor igual a R (em ohms) e o aquecedor consome a potência de intensidade P (em watts) da fonte de alimentação. Assinale a alternativa que indica a posição na qual o seletor deve ser ligado para que o aquecedor consuma o dobro da potência, ou seja, 2P. (Obs.: No aquecedor, as posições R 4, R, R, 2R e 4R definem o valor da resistência elétrica (em ohms) 2 que está ligado ao circuito.) (a) 1, 0 (b) 2, 0 (c) 3, 0 (d) 4, 0 (EEAR-2013) Questão 42. No circuito abaixo, a intensidade da corrente elétrica em R 3 ampères. (Obs. R 1 = R 2 = R 3 = 10 Ω) é de (a) R 4. (b) R 2. (c) 2R. (d) 4R. (EEAR-2011) Questão 39. Considere o circuito abaixo. Assinale a alternativa que apresenta o valor, em volts, da ddp indicada pelo voltímetro ideal. (a) 0, 1 (b) 0, 2 (c) 0, 3 (d) 5, 0 (EEAR-2013) Questão 43. No circuito elétrico abaixo, a corrente elétrica medida pelo amperímetro após a chave Ch1 ser aberta, será de ampères. (a) 2, 0 (b) 3, 0 (c) 4, 0 (d) 6, 0 (EEAR-2011) Questão 40. Dois aquecedores elétricos, 1 e 2, são feitos com fios idênticos (diâmetros iguais e de mesmo material) enrolados sobre bases de cerâmicas idênticas. A resistência do aquecedor 1 tem o dobro de voltas que a resistência do aquecedor 2. Supondo que os dois aquecedores, ligados corretamente à mesma ddp, conseguem aquecer a mesma quantidade de água até entrar em ebulição, conclui-se, corretamente, que: (a) 1, 2 (b) 2, 4 (c) 6, 0 (d) 12, 0 (EEAR-2013) Questão 44. Na associação de resistores abaixo, a resistência elétrica equivalente entre os pontos a e b, é de ohms. (Observação: R = 4 Ω) (a) 1 5

6 (b) 4 (c) 8 (d) 16 (EEAR-2013) Questão 45. Em um circuito elétrico, 10 lâmpadas incandescentes iguais estão ligadas em paralelo à uma fonte de alimentação ideal. Inicialmente todas as lâmpadas estão acesas e com o mesmo brilho. O que acontecerá com as demais lâmpadas se uma delas for retirada do circuito? (a) Todas se apagarão. (b) Continuarão acesas com o mesmo brilho. (c) Continuarão acesas com um brilho maior. (d) Continuarão acesas com um brilho menor. (EEAR-2013) Questão 46. Em um determinado resistor ao se aplicar a diferença de potencial de 2, 0 volts observa-se uma intensidade de corrente elétrica de 50, 0 miliamperes. Sabendo-se que este resistor obedece as leis de Ohm, qual deve ser a intensidade de corrente elétrica medida, se no mesmo resistor for aplicada a diferença de potencial de 10, 0 volts? (Obs.: 1 ma = 10 3 A) (a) 1, 0 A. (b) 0, 25 A. (c) 150 ma. (d) 500 ma. 6